螺栓连接计算

1、 5-5 螺纹联接的强度计算 失效分析 普通螺栓：螺纹部分被拉断或塑性变形。 设计准则：保证静强度或疲劳拉伸强度。 铰制孔用螺栓：螺栓杆和孔壁的贴合面出现压溃或螺 栓杆剪断。 设计准则：保证螺栓的挤压强度和剪切强度。 计算步骤：受力分析，计算（或校核），查手册确定 其他尺寸 一、松螺栓联接强度计算 1.受载荷形式轴向拉伸（工作拉力F） 2.失效形式螺栓拉断（静、疲劳） 3.设计准则保证螺栓拉伸强度 4.强度条件： 5.危险截面应力计算： 6.螺栓材料及许用应力（5-7） 7.安全系数（5-7） 8.设计计算方法： 查手册，求d 2 1 4 d F 4 1 F d 二、紧螺栓联接强度计算 1、仅

2、受预紧力作用的紧螺栓联接 螺栓处于拉伸和扭转的复合应力作用下 应力合成： 强度条件 设计公式 拉伸应力： 扭转剪应力 ： 近似处理 4/ 2 1 0 d F 16/ )( 2 3 1 2 0 1 d tg d F W T v T 5 . 0 3 . 1)5 . 0(33 2222 ca 43 . 1 4/ 3 . 1 2 1 0 2 1 0 d F d F ca 43 . 1 0 1 F d 0 F 0 F 结论：在拧紧时受拉伸、扭转的联合作用，在 计算时，只按拉伸强度计算，并将计算结果重 大30%来考虑扭转的影响。 普通螺栓承受横向载荷F的作用 0 F 0 F F F 失效形式：被联接件的接

3、合面 发生滑移。外载荷由接合面间 产生的摩擦力来承担 FKfnF s 0 nf FK F S 0 拉伸强度： 不滑移条件： 如：n=1，Ks=1，f=0.2，F05F 预紧力增大，将使螺栓的结构尺寸增加，此外，可能产生疲劳 破坏。为避免该缺陷，可以采用抗剪零件。 4/ 3 . 1 2 1 0 d F ca 2、承受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接强度计算 0 F 0 F 0 F 0 F 0 F 0 F 0 F 0 F 0 F 0 F 0 F 1 F 1 F 1 F 1 F 1 F 1 F 1 F 1 F 12 FFF 2 F 2 F 有密封要求： 一般要求：工作载荷稳定 不稳定动载荷 地脚螺栓：

4、FF)8 . 15 . 1 ( 1 FF)0 . 16 . 0( 1 FF)6 . 02 . 0( 1 FF 1 力 变形 （螺栓） b b m m （垫片） 力 变形 0 F 0 F 力 变形 （螺栓） b b m m （垫片）力 变形 力（螺栓） b b m m （垫片）力 0 F 0 F 0 F 力（螺栓） b bm m （垫片）力 bb CF mm CF )( mbmbmb CCCCFFF mb CC F mb b b CC CF F mb m m CC CF F 0 F 1 F 2 F F bb b C F tan 0 mm m C F tan 0 mb b CC C 螺栓的相对刚度

5、： 4 3 . 1 2 1 2 d F ca 螺栓拉伸强度条件： 3 . 14 2 1 F d 设计公式： mb b CC CF FF 02 FFF 12 F CC C FFFF mb m m 110 疲劳强度精确校核 F0 20 FF 4/ 2 1 2 max d F 2 1 2 1 02minmax 2 42d F CC C d FF mb b a S K K S a tc ca )2)( )(2 min min1 4/ 2 1 0 min d F 联接所受的工作载荷： 螺栓所受的力： 应力幅 最大应力计算安全系数 3、承受工作剪力的紧螺栓联接 min0 Pp Ld F 挤压强度条件： 4

6、 2 0 d F 剪切强度条件： 0min 25. 1dL 5-6 螺栓组联接的设计 一、螺栓组联接的结构设计 1、为便于加工制造、对称布置螺栓，同时接合面受力均匀， 被联接件（接合面）形状应简单对称。（轴对称等） 2、.根据载荷的类型合理布置螺栓位置（各螺栓受力合理） 3、布置螺栓应留有合理的间距、边距。 4、分布在同一圆周上的螺栓数量应为偶数，同组螺的 直径、长度、材料应相同。 5、避免螺栓偏心承载（附加的弯曲载荷）。 6、防松措施。 二、螺栓组的受力分析 假设：所有螺栓的材料、直径、长度、预紧力均相等； 螺栓组的对称中心与联接接合面的几何形心重合；受 载后联接接合面仍保持为平面。 z F

7、 F （一）、受横向载荷的螺栓组联接 1、受横向载荷的配合螺栓 每个螺栓所受的横向工作剪力F min0 Pp Ld F 4 2 0 d F 2、受横向载荷的普通螺栓组联接 FKzifF s0 fzi FK F s 0 平衡条件： 4 3 . 1 2 1 0 d F ca 二、受扭矩作用的螺栓组联接 1、受扭矩作用的普通螺栓组联接 TKrfFrfFrfF si z i 1 02010 力矩平衡条件： z i i s rf TK F 1 0 所需预紧力： 4 3 . 1 2 1 0 d F ca 0 fF0 fF （2）受扭矩的铰制孔用螺栓组联接 max max r r FF i i z i ii z i i i z i i r r F r r r FrFT 1 2 max max 1 max max 1 max max r F r F i i z i i r Tr F 1 2 max max 力矩平衡条件： 受力最大的螺栓所受的工作剪力： min0 max P